同步制造与限制理论课件

1、第十七章 同步製造與限制理論M964050017 張忻怡D964010002 黃郁婷D954010003 黃章育D954010005 張菁萍1Goldratt的生產排程法則不是平衡產能，而是平衡流程非瓶頸資源的利用率，並非由自身的能力決定，而是取決於系統中的其他限制資源的利用 (utilization) 與使用 (activation) 是不同的瓶頸一小時的損失即是整個系統一小時的損失節省非瓶頸一小時所得到的只是一個幻覺瓶頸決定系統中的產出量與存貨移轉批量可能不會也不應與製程批量相同製程批量在路徑與時間上均是可變的先檢視系統的限制才來訂排程的優先順序，前置時間將是排程的結果2Goldratt的

2、限制理論 (Theory of Constraints, TOC)確認系統中的產能受限資源 (除非發現系統的限制或弱點，否則不可能有任何的改善)決定如何善用產能受限資源 (使產能受限的資源愈有效率愈好)協調其他資源配合產能受限資源的決策 (系統中的每一部門，皆需配合產能受限資源，縱使會降低未受限資源的效能)提升系統中的受限資源 (假如產出量仍然不理想的，必須增加更多的受限資源，使其不再是限制)假如在前一步驟中，限制己經消除，則再回到步驟一，不要讓惰性變成了系統的限制 (在限制問題已經消除之後，回到起始點再開始，形成一個連續的改善過程：確認限制、消除它，再確認改善後系統新的限制資源)3同步製造

3、(synchronous manufacturing)Goldratt的理論下協調生產流程可和諧地作業以達成企業目標4Agenda17.1 公司的目標17.2 衡量績效17.3 不平衡的產能17.4 瓶頸與產能受限資源17.5 基本製造元件17.6 管制方法17.7 同步製造與MRP及JIT的比較17.8 與其他功能領域的關係17.9 結論517.1 公司的目標提供工作消費原物料增加銷售增加市場佔有率發展技術生產高品質的產品無法保證公司可以長期生存只是達成目標的工具，不是目標本身公司的目標在於賺錢6Agenda17.1 公司的目標17.2 衡量績效17.3 不平衡的產能17.4 瓶頸與產能受限

4、資源17.5 基本製造元件17.6 管制方法17.7 同步製造與MRP及JIT的比較17.8 與其他功能領域的關係17.9 結論717.2 衡量績效財務指標: 適用於企業較高的階層中，必須一起使用不可偏廢淨利: 以金錢表示的絶對衡量標準投資報酬率: 基於投資的相對衡量標準現金流量: 生存的衡量標準8作業指標: 運用在作業層級的衡量有效產出 (Throughput): 系統透過銷售產生現金的速度存貨 (Inventory): 系統投資於採購以供未來銷售的金錢作業費用 (Operating expenses): 系統用於使存貨轉為產出的金錢從作業的觀點，公司的目標為: 增加有效產出、降低存資與作業

5、費用9生產力 (productivity)每人工小時的產出在測試生產力是否提高，須詢問所採行的行動是否已使產出增加降低了存貨降低了作業費用依Goldratt的定義，生產力為使企業更接近目標的所有活動。10Agenda17.1 公司的目標17.2 衡量績效17.3 不平衡的產能17.4 瓶頸與產能受限資源17.5 基本製造元件17.6 管制方法17.7 同步製造與MRP及JIT的比較17.8 與其他功能領域的關係17.9 結論1117.3 不平衡的產能不平衡的產能 (unbalanced capacity) 才是最好的不要試著平衡一連串製程的產能在同步製造的思維下，將所有產能保持一致是糟糕的決策

6、統計變異的影響是累積的，使變異平順的方法為：增加流程中的在製品數量，以緩衝變異的影響增加下游作業的產能，配合上游較短的製程時間解決此一問題的原則為不應將流程產能調整至相同的程度，而是應平衡整個系統產品的流量12相依事件 (dependent events)下一站能否進行作業，決定於前一站作業的結果例如，流程從到到到，且每個流程必須完成所有作業，再送至下一站，則、即為相依事件統計性變動 (statistical fluctuation)平均數的正常變異當統計變動發生在相依順序中，且工作站無任何存貨，則系統便無法達成平衡的產出當一項作業時間高於平均時間，下一個作業將無法彌補此時間差13範例假設需要

7、處理五個品項流程的順序為由A至B，且二者間無在製品存貨製程A平均數為10小時，標準差為2小時有95.5%的機率，將在6小時與14小時內 (正負二個標準差)製程B的時間固定為10小時14(1)由製程A至製程B製程A6 8 10 12 14序號開始時間製程時間完成時間1 0小時14小時14小時21412263261036436 844544 650平均=10小時序號開始時間製程時間完成時間114小時10小時24小時2261036336104644610565561066平均=10小時最後一個品項將在66小時內 (期望時間60小時) 完成，平均每個品項費時13.2 (12) 小時出現等候時間製程B處

8、理時間內無變異15(2)由製程B至製程A製程A6 8 10 12 14序號開始時間製程時間完成時間110小時 6小時16小時220 828330104044012525521466平均=10小時序號開始時間製程時間完成時間1 0小時10小時10小時2101020320103043010405401050平均=10小時最後一個品項將在66小時內 (期望時間60小時) 完成，平均每個品項費時13.2 (12) 小時製程B處理時間內無變異16Agenda17.1 公司的目標17.2 衡量績效17.3 不平衡的產能17.4 瓶頸與產能受限資源17.5 基本製造元件17.6 管制方法17.7 同步製造與

9、MRP及JIT的比較17.8 與其他功能領域的關係17.9 結論1717.4 瓶頸與產能受限資源產能 (Capacity)生產可利用的時間，但不包括維修與其他的停工時間瓶頸 (bottleneck)產能低於特定需求的資源系統產出的限制，為生產流程中流量變窄的發生點非瓶頸 (nonbottleneck)產能大於特定需求的資源不應持續工作，因這將使產量超過需求量，所以非瓶頸會有閒置時間產能受限的資源 (capacity-constrained resource, CCR)利用率接近產能若未能仔細安排，將變成瓶頸的資源18Agenda17.1 公司的目標17.2 衡量績效17.3 不平衡的產能17.

10、4 瓶頸與產能受限資源17.5 基本製造元件17.6 管制方法17.7 同步製造與MRP及JIT的比較17.8 與其他功能領域的關係17.9 結論1917.5 基本製造元件基本元件 (building block)優點: 可大量簡化對產品流程的分析與控制例如，不需要追蹤與規劃生產流程的非瓶頸作業，只需要注意元件的開始與結束點20將作業流程分組產生的基本製造元件(A)由瓶頸流向非瓶頸組合非瓶頸成簡化的基本元件原始的表達方式XY市場XA市場BCDYX為瓶頸Y為非瓶頸(有多餘的產能)21將作業流程分組產生的基本製造元件(B)由非瓶頸流向瓶頸組合非瓶頸成簡化的基本元件原始的表達方式YX市場AB市場CD

11、XYX為瓶頸Y為非瓶頸(有多餘的產能)22將作業流程分組產生的基本製造元件(C)組合瓶頸與非瓶頸的產出成一個產品組合非瓶頸成簡化的基本元件原始的表達方式XA市場BCDX最後組裝市場Y最後組裝YX為瓶頸Y為非瓶頸(有多餘的產能)23將作業流程分組產生的基本製造元件(D)組合瓶頸與非瓶頸的產出成一個產品瓶頸與非瓶頸的產出，各有其獨立的市場原始的表達方式XA市場BCDX市場市場Y市場YX為瓶頸Y為非瓶頸(有多餘的產能)24將作業流程分組產生的基本製造元件瓶頸與非瓶頸的產出，各有其獨立的市場組合非瓶頸成簡化的基本元件原始的表達方式XY市場XA市場BCDYX為瓶頸Y為非瓶頸(有多餘的產能)25Agend

12、a17.1 公司的目標17.2 衡量績效17.3 不平衡的產能17.4 瓶頸與產能受限資源17.5 基本製造元件17.6 管制方法17.7 同步製造與MRP及JIT的比較17.8 與其他功能領域的關係17.9 結論2617-6 管制方法 經過瓶頸與非瓶頸作業的產品流程 X製造費時一小時，Y製造費時45分鐘 市場需求為200單位 X的產能為200單位(200hr/1hr)，Y的產能為278單位(200hr/45min)27組成生產週期時間的元素整備時間：零件等候一項資源進行作業準備的時間。製程時間：零件投入作業的時間。排隊時間：當資源正忙於其他作業時，零件等候該資源的時間。等候時間：等候另一零件

13、(非資源)以能進行裝配的時間。閒置時間：沒有使用的時間，即週期時間減去整備時間、製程時間、排隊時間、即等候時間的總和。由於實務上常使用資源利用率作為績效衡量的指標之一，間接鼓勵了非瓶頸資源的過度使用，從而造成過多的存貨。存貨增加或者在製品增加，成本均會增加。生產排程的時間需要嚴格控管。28尋找瓶頸尋找瓶頸的方法有兩個：計算資源的產能負荷圖已對特定工廠的知識，觀察作業中的系統，並與現場主管與員工交談。29尋找瓶頸(Cont)例子：M2: 產能的115%M1: 產能的110%M3: 產能的105%M4: 產能的90%M5: 產能的85% 瓶頸為：M2定義：產能少於特定需求的資源30節省時間節省瓶頸

14、時間的方法很多，例如：較好的工具、水準較高的勞工、較大的批量數、降低整備時間等。為什麼要節省時間？節省瓶頸時間一小時，可使整各聲趕系統額外增加一小時的使用。節省瓶頸時間一小時將不產生任何作用，僅是增加一小時的閒置時間。31鼓、緩衝、繩每個生產系統均需要控制點，以控制系統的產品流程。此控制點可以為：瓶頸產能受限資源(CCR)沒有瓶頸也沒有CCR，則任何一點皆可。 理想值為：某些資源之產出供許多下游作業的 分歧點上。32鼓、緩衝、繩(Cont)瓶頸作業的處理，重點在於確保瓶頸永遠都有工作可作。處理瓶頸作業有兩種方式： 1.在瓶頸作業前保持緩衝存貨，以確保瓶頸作業 可不斷地工作。因為它是瓶頸，故其產

15、出將決 定系統的產出。33鼓、緩衝、繩(Cont)與工作中心D所有的上游工作中心直到工作中心A，通知其D的產量，使起點A只提供必要的產量，以免除存貨的累積。此溝通稱為“繩”，它可以是正式計畫，例如排程，或整是非正式的形式，例如日常討論。34鼓、緩衝、繩(Cont)需要多久的緩衝時間？大到足以確保瓶頸作業可以持續工作。通常以1/4的系統前置時間來估算緩衝時間。經驗是決定緩衝規模最好的方式。35鼓、緩衝、繩(Cont)若不是瓶頸，而是產能受限資源(CCR)，因其閒置時間較少，需要設置兩各緩衝存貨：36詳細的瓶頸網路流程圖37品質的重要物料需求計畫系統因應退貨的需求，建立比實際需求還要大的批量。然而

16、對瓶頸作業而言，並沒有額外的時間。所以在瓶頸作業前，需進行品質控制的檢驗，以確保進入瓶頸作業的為良品。38批量大小製程批量(process batch)：指在一特定時間內足以處理的數量。以資源觀點，將涵蓋兩個時間：整備時間和製程處理時間。較大的製程批量需要較少的整備時間，故可有較大的製程時間與較多的產出。對於瓶頸資源而言，採取大批量規模是必須的。但對於非瓶頸資源，則應保持較小的批量，以降低在製品存貨。39批量大小(Cont)移轉批量(transfer batch)：指將製程批量分批的移動，不必等待整各製程批量的完成，只要將該品件作業完成即可移轉至下游的工作站。在設計良好的系統下，移轉批量可等於

17、製程批量，但不應大於製程批量。移轉批量小於製造批量的優點：生產週期較短使得在製品的數量減少。40批量大小(Cont)使用100單位，取代1000單位 (2)減少作業2製程批量的大小將總生產前置時間由2100分鐘降為1310分鐘。41批量大小(Cont)批量大小的決定點確認所有可能的瓶頸和CCR。原則上，瓶頸應該只有一個並由管理者嚴密控管，以了解是哪一項資源實際控制著整個工廠。較小的移轉批量產生較低的在製品存貨和較少的產品流量，然而因此需要付出更多物料控管的心力。較大的移轉批量將產生較長的前置時間，與較高的存貨，但物料的控管較為簡單。42處理存貨存貨對公司績效的影響：持有成本增加過長的前置時間增

18、加工程變更的複雜性衡量存貨的方式：金額天數金額天數 = 存貨總價值 x 存貨停置於某處所花費的天數對此項指標，不可流於以區域最佳化為目的，而必須是以總體的最佳化為目標，如增加投資報酬率、現金流量、淨利等。4317.1 公司的目標17.2 衡量績效17.3 不平衡的產能17.4 瓶頸與產能受限資源17.5 基本製造元件17.6 管制方法17.7 同步製造與MRP及JIT的比較17.8 與其他功能領域的關係17.9 結論Agenda4417-7正向排程-確保作業負載量在產能範圍規範非瓶頸資源以支援重要資源的排程(向後規劃-最小化存貨持有時間)製造批量與移轉批量可不相同同步製造反向排程-透過物料清單

19、展開零組件需求日期透過產能資源規劃模組,發展工作站產能利用率頗面圖衡量產能困難,需耗用許多電腦資源,排程表容易喪失正確性MRP17.7 同步製造與MRP及JIT的比較45比較項目JITMRP同步生產相 異1.物料流程相異JIT採看板式的拉式生產,由最終裝配產品處提示需求量依MPS,BOM,存貨檔求出最後所需之生產量,故屬推式生產正向排程確保作業的負載量是在產能內2.電腦依賴程度由系統本身產生連鎖需求,無需刻意依賴電腦須完全依賴電腦計算系統可利用電腦規劃與模擬3.Setup的時間強調更短的Setup時間不要求更短的Setup時間尋找瓶頸降低Setup time4.製造異常處理利用防呆裝置或按鈕裝

20、置由附近人員共同排除問題各別工作站產生異狀時,其他工作站繼續生產,不受影響,唯常引起存貨過多的缺失在瓶頸前保持緩衝存貨或利用成品存貨來保護系統的產出46優點：可有效降低前置時間與在製品存貨缺點：只適用重複性製造需要穩定的生產水準,維持一個月不允許產品生產中有很大的彈性,產品類型必須相似,僅有數種選擇使用看板系統時,需拖曳在製品,完成品存於每個工作站的下游,再由下一個工作站拖曳供應商需位於附近,依賴小批量且頻繁的運送在實際系統中應用試誤法來進行改善JIT4717.1 公司的目標17.2 衡量績效17.3 不平衡的產能17.4 瓶頸與產能受限資源17.5 基本製造元件17.6 管制方法17.7 同

21、步製造與MRP及JIT的比較17.8 與其他功能領域的關係17.9 結論Agenda48會計的影響有時會為符合評量系統而不為公司目標為目標ex.有老機器單位製程時間分鐘,每小時產能個零件,符合市場需求共個;現有新機器可分鐘生產一個零件,每小時有個零件的產能,無法滿足市場需求.但為符合新作業標準分鐘,只好選擇超時使用新機器17.8 生產系統與會計及行銷作業的關係49績效指標:(1)整體性指標:財務報表中的淨利,投資報酬率,及現金流量.(2)個別成本會計指標:效率(與標準值的差異)或利用率(實際工作時數/可用時數)Conclusion: 任何績效衡量系統皆應支援企業整體目標，而非只考量個別績效，目

22、前成本會計的衡量哲學亦有所改變。成本會計衡量50績效 (1) 行銷人員: 銷售成長率, 市場佔有率及新產品的引進 (2) 製造人員: 成本與利用率資料 (1) 行銷資料: 軟性(定性的) (2) 製造資料: 硬性(定量的)文化 (1) 行銷人員: 自我趨力強、外向 (2) 製造人員: 注意細節、內向行銷與生產51員工15分鐘/個員工15分鐘/個員工15分鐘/個員工15分鐘/個員工110分鐘/個員工220分鐘/個員工210分鐘/個RM$3RM$7RM$3RM$7RM$5RM$5產品A$30產品D$32產品C$30產品B$32RM$10產品售價單位製程時間每單位原料成本員工1員工2A$3015分鐘

23、20分鐘$18B$3215分鐘20分鐘$22C$305分鐘30分鐘$18D$325分鐘30分鐘$22CASE1:產品A、B、C、D應生產多少數量?每次輪班僅一名員工1及員工2,輪三班,一週五天,一班 8小時,每週作業費用$3,000環境與限制條件:售出產品的比例,任一量最大者/量最小者101.極大化銷售人員佣金2.極大化每單位的毛利3.極大化瓶頸資源使用率52員工15分鐘/個員工15分鐘/個員工15分鐘/個員工15分鐘/個員工110分鐘/個員工220分鐘/個員工210分鐘/個RM$3RM$7RM$3RM$7RM$5RM$5產品A$30產品D$32產品C$30產品B$32RM$10產品A、B、C

24、、D應生產多少數量?1.極大化銷售人員佣金所以銷售人員偏好販售高單價B跟D($32)銷售單位比例為1A:10B:1C:10D員工2的產出是瓶頸, 所以由員工2決定產出量產出A與B=20分鐘產出C與D=20+10分鐘每週工時=7200分鐘產出關係式=1X(20)+10X(20)+1X(30)+10X(30)=7200產品有效產出: X=13.09(單位); A=13, B=131, C=13, D=131週毛利=售價-原料-作業費=13(30-18)+131(32-22)+13(30-18)+131(32-22) 3000= $68損失53員工15分鐘/個員工15分鐘/個員工15分鐘/個員工15

25、分鐘/個員工110分鐘/個員工220分鐘/個員工210分鐘/個RM$3RM$7RM$3RM$7RM$5RM$5產品A$30產品D$32產品C$30產品B$32RM$10產品A、B、C、D應生產多少數量?2.極大化每單位的毛利所以A跟C為最大毛利=$30-$18=$12 (B跟D=$32-$22=$10)銷售單位比例為10A:1B:10C:1D員工2的產出是瓶頸, 所以由員工2決定產出量每週工時=7200分鐘產出A與B=20分鐘產出C與D=20+10分鐘產出關係式=10X(20)+1X(20)+10X(30)+1X(30)=7200X=13.09(單位); A=131, B=13, C=131,

26、 D=13 週毛利=售價-原料-作業費=131(30-18)+ 3000= $404利潤54員工15分鐘/個員工15分鐘/個員工15分鐘/個員工15分鐘/個員工110分鐘/個員工220分鐘/個員工210分鐘/個RM$3RM$7RM$3RM$7RM$5RM$5產品A$30產品D$32產品C$30產品B$32RM$10產品A、B、C、D應生產多少數量?銷售單位比例為10A:1B:1C:1D每週工時=7200分鐘 產出關係式=10X(20)+1X(20)+1X(30)+1X(30)=7200X=25.7(單位); A=257, B=25.7, C=25.7, D=25.7 週毛利=售價-原料-作業費

27、=257(30-18)+ 3000= $9063.極大化瓶頸資源使用員工2的產出是瓶頸, 所以由員工2決定產出量產出A與B=20分鐘產出C與D=20+10分鐘每小時產量A =60/20=3, B=3, C=2, D=2每小時毛利A =3*12=36, B=30, C=24, D=20利潤55員工15分鐘/個員工15分鐘/個員工15分鐘/個員工15分鐘/個員工110分鐘/個員工220分鐘/個員工210分鐘/個RM$3RM$7RM$3RM$7RM$5RM$5產品A$30產品D$32產品C$30產品B$32RM$10產品A、B、C、D應生產多少數量?3.極大化瓶頸資源使用率: 獲得最佳$906.4的

28、利潤1.極大化銷售人員佣金: 產生$68的損失2.極大化每單位的毛利: 獲得$404的利潤利用行銷需利用有效產能作最有利潤的銷售56CASE2:產品A、B、C應生產什麼?X1分鐘/零件Y2分鐘/零件RM$9RM$5產品A$20產品C$30產品B$25X4分鐘/零件X3分鐘/零件Y3分鐘/零件Y5分鐘/零件RM$5RM$2RM$2RM$11.極大化每單位邊際效益?當市場可吸收所有生產產品2.極大化銷售人員佣金?當欲考慮3.極大化利潤? 則應生產何者?生產量多少?毛利有多少?57產品A、B、C應生產什麼?X1分鐘/零件Y2分鐘/零件RM$9RM$5產品A$20產品C$30產品B$25X4分鐘/零件X3分鐘/零件Y3分鐘/零件Y5分鐘/零件RM$5RM$2RM$2RM$11.極大化每單位邊際效益?邊際效益 = 售價 原料成本A 17 = 20 3B 18 = 25 7C 16 = 30 14追求極大化每單位邊際效益者應生產B58產品A、B、C應生產什麼?X1分鐘/零件Y2分鐘/零件RM$9RM$5產品A$20產品C$30產品B$25X4分鐘/零件X3分鐘/零件Y3分鐘/零件Y5分鐘/零件RM$5RM$